閩北山區預制T梁外觀缺陷防治技術的研究

王余鵬

（福建林業職業技術學院，福建 南平 353000）

1.工程概況

京臺高速南平段起于建甌市東安村弓魚，與已建浦南高速、松建高速在弓魚樞紐互通相交，終點位于南平市延平區洋后鎮大演村，路線里程長62.686公里。經過的主要地點為建甌弓魚、小橋鎮、迪口鎮、延平區的洋后鎮至古田縣的鳳都鎮。本項目位于中洋樞紐互通，其中特大橋0.5座、大橋1座、匝道橋7座。樁基采用灌注樁基礎，上部結構為裝配式預應力連續T梁，其中25m預應力T梁161片、30m預應力T梁65片、40m預應力T梁437片。

2.預制T梁施工工藝

預制T梁的主要施工工藝主要有：施工準備、模板安裝與固定、鋼筋綁扎安裝、混凝土澆筑及后期養護[1]、預應力安裝與張拉、移梁和存梁等，詳見施工工藝流程圖1。

2.1 施工準備

為制梁、存梁、運梁施工方便考慮，預制場的選址主要從場地大小，吊裝順序，非高填、深挖的前期可快速成形路段等方面考慮[2]。為避免臺座沉降、變形，應對臺座基礎進行加固處理，其中預制場的制梁臺座地基是否滿足承載力要求尤為關鍵，本項目制梁臺座按照設計要求原地面經夯實后經試驗檢測地基承載力應達到200KPa以上。

圖1 預制T梁施工工藝流程圖

為確保地基承載力滿足要求，以40m預制T梁進行驗算（地基承載力按180Kpa計算）。由于T梁張拉起拱，只有臺座兩端產生的豎向集中力，故僅驗算T梁臺座兩端受力情況，

2.1.1 臺座基礎受力位置按照長16m，寬3m計算，允許承載力P1為：

2.1.2 混凝土荷載、模板自重、活荷載等給臺座的最大壓力P2計算為：

（1）40mT梁混凝土量 53.14m3：

（2）40mT梁鋼模板自重45T計算（最大值）

（3)混凝土施工時人力荷載，按6人(每人75kg)計

（4）制梁臺座本身自身重力：

臺座受到的最大壓力：P2=（G1+G2+G3）*4/2+G4=（1354+441+4.4）*4/2+705.6=4304.4KN；

由于 P1（8640KN）：P2（4304.4KN）=2.01〉1.5(規范容許承載力安全系數1.5)，故地基承載力滿足要求。

2.2 鋼筋工程

2.2.1 鋼筋加工、安裝

（1）鋼筋下料嚴格執行下料審核簽字制度，鋼筋棚內必須設置“標準件展示欄”、“鋼筋放樣大圖”等，所有半成品整齊擺放，標志牌齊全（圖2）。

（2）鋼筋骨架加工均在型鋼定制的鋼筋加工翼板筋胎模（圖3）和梁肋筋胎模（圖4）上進行加工，直筋采用鋼筋切斷機切斷下料，翼板鋼筋、鉤筋、箍筋、馬蹄鋼筋通過數控鋼筋彎曲機進行精確制作。主筋下料時，注意相鄰加工的鋼筋接頭，上下相互錯開距離大于35倍的鋼筋直徑，且不小于50cm。

圖2 半成品整齊，標志牌齊全

圖3 翼板鋼筋胎模

圖4 梁肋鋼筋胎模

（3）鋼筋骨架整體吊裝

鋼筋骨架吊裝架由工字鋼制作，每節三腳架間距1m。鋼筋骨架宜采用整體吊裝（圖5），先吊裝梁肋鋼筋，然后安裝另一側模板和端模，再將翼板的鋼筋安裝到位，最后安裝相鄰鋼筋骨架。

圖5 采用吊架整體吊裝

2.2.2 波紋管鋪設、錨墊板安裝

（1）后張法T梁預應力管道梁肋及負彎矩波紋管宜采用金屬波紋管。波紋管的具體規格要求：

①外徑尺寸要符合孔道的設計尺寸，性能滿足相關規范的要求。

②管壁要牢固，應通過變形灌水試驗，無變形、滲漏，并有良好的耐磨性能。

③抗曲性能良好，能適應管道彎曲部分的形狀。

④波紋管應入庫墊高存放（圖6），存放時間不宜超過6個月。

⑤要求波紋管采用高強度的塑料管熱熔焊連接（圖7），確保波紋管內不發生漏漿。

圖6 波紋管入庫墊高存放

圖7 塑料波紋管熱熔焊

（2）波紋管安裝，安裝施工時必須使用鋼筋定位架確定波紋管空間位置[3]（圖8），采用3#角鋼制作鋼筋定位框架，根據圖紙每米一個豎向定位坐標，角鐵定位架割出槽口，用于控制波紋管定位架的管道豎向坐標。將波紋管定位筋制作成“Ω”+“一”字型與梁肋、翼板鋼筋焊接定位（圖9），在直線段每隔0.8m間距設一個定位架，曲線段起止點、中心點各設一個，其余部分間距0.4米設一定位架。翼板負彎矩鋼束的定位鋼筋每隔0.8m設置一個，可有效控制波紋管道安裝精度。施工注意事項：首先安裝波紋管必須根據圖紙的設計位置嚴格施工并牢固固定。其次進行鋼筋加工時應防止電焊火花燒傷紋管管壁，如有微小破損應及時修補。再其次梁板混凝土澆注前，必須在波紋管中插入帶有相應開口的硬塑料管（圖10）。最后在穿線之前，所有波紋管端部必須密封并保護。

圖8 定位架

圖9 波紋管定位鋼筋

圖10 波紋管保護

2.3 模板安裝與拆卸

模板必須由四方考察確定的廠家生產；模板進場后，在廠家技術人員的指導下對模板進行試拼，試拼成型的模板每節進行編號，并檢查拼縫平整度、外形尺寸、斷面尺寸等指標，對不合格處進行整修。

為了增強側模的穩定性，澆筑場地時，臺座兩側可對稱預埋地環，用于側向調整及穩固模板。底部拉桿穿過臺座下預留的孔道進行固定，對側模進行拉和墊相結合的方法確保穩固（圖11），頂部依靠側模上的對拉螺桿進行固定（圖12）,側模翼板設置升降螺桿裝置，便于T梁翼板橫坡調整（圖 13）。

圖11 側模加固

圖12 頂部對拉

圖13 翼板橫坡調節螺栓

拆除側模采用人工配合龍門吊拆除。全部拆除過程中不得用撬桿猛撬，不得用重錘擊打模板，整個過程應小心翼翼，不得損壞梁體砼表面，特別是邊角處更加需要仔細保護。注意模板拆除后需吊運到規定存放處，及時進行保養、維修。模板拆模后應及時進行防銹處理，一般采用噴涂脫模劑，為確保模板噴油均勻，噴涂量大致在30g/m2左右為宜。如模板久未使用，應先進行拋光處理，再噴涂脫模劑后方能使用。

2.4 混凝土澆筑及振搗

現場試驗人員在混凝土入模前檢測和易性、流動性、含氣量、擴展度是否滿足要求，不滿足要求的嚴禁使用。

混凝土澆筑過程中，要求水平分層和傾斜分段的連續進行（每層厚不超過30cm），從梁的一個端頭前進到另一端。上層和下層的澆筑時間不超過第一批的初始凝固時間，澆筑到頂后及時人工整平，并在混凝土達到終凝后，需要清理浮漿及露出石子顆粒[4]。

預制T梁混凝土澆筑振搗施工時，使用高頻平板振動器和插入式振動棒（φ50mm、φ30mm）組合施工[5]，其中附著在鋼模板的振動器負責振動梁的馬蹄部和腹部。振搗棒在振動過程中要求插入點均勻布置，不能觸及T梁腹部模板、鋼筋和波紋管等。

混凝土澆筑完成后在T梁頂板上覆蓋土工布配合自動噴淋養護系統進行噴水養護。當冬季氣溫較低時，利用鍋爐配合保溫棚對澆筑后的梁板進行蒸汽養護。

2.5 鋼絞線的制作

鋼絞線在張緊之前，應對不同類型的孔執行至少一次摩阻檢測，并基于測試結果校正控制應力，校正值需總監理工程師審批后，方可使用。或采用規范要求給定的波紋管摩阻系數μ=0.25。

鋼絞線下料編束及穿束：在鋼絞線安裝之前，檢查是否有滑動脫絲現象，切割材料時為防止變形應用砂輪機切割，不容許氣體火焰加工鋼絞線；將鋼絞線放置在材料臺上，并且每500mm用22規格的引線連接以形成預應力束。預應力束必須按照編號存放，以方便使用。

2.6 預應力施工

預應力混凝土T梁采用兩端同時張拉的后張法進行施工，張拉施工是由應力和鋼絞線伸長率控制（鋼絞線的實際伸長率和理論拉伸伸長率的允許誤差為±6%）。如果超過伸長率，應分析原因并采取適當的措施。

2.7 孔道壓漿及封錨

2.7.1 孔道清洗、壓漿

壓漿前通水，檢驗管道暢通，并沖洗管道內殘存的渣塵。沖洗后，使用空壓機壓縮空氣漿孔道內的積水吹出。

（1）張拉至鋼絞線設計要求持力穩定一段時間后，需在24小時內注入水泥漿液至管道內。水泥漿由水泥和水精確稱重組成。水、水泥的質量比控制在0.4以下，以滿足漿液的的稠度和強度要求。

（2）在波紋管注入水泥漿密封之前，首先填充錨具周圍的鋼絞線和孔道之間的間隙，以防止泥漿漏出。同時每次孔道注漿時，需要留取不少于3組40mm×40mm×160mm的試塊，進行28天的標準養護后進行力學試驗。

（3）波紋管孔道壓入水泥漿應按自下而上的順序連續進行，壓漿施工時應連續進行，不得中途停壓，施工過程中保持注漿應力值（以出孔最低應力值設置），當注漿孔與出漿孔的應力差符合規范要求并穩定后，可以判斷管道已經填充。

2.7.2 封錨

在封錨施工之前，清潔錨頭上的碎屑，并使用涂料對預應力錨頭進行防銹噴涂；封錨使用的模板應牢固、不變形，不漏漿[6]；在封錨施工中應嚴格控制梁的高度、角度、長度以及確保伸縮縫寬度，以滿足預制T梁安裝過程中伸縮縫能與預埋鋼筋連接緊密。

4.預制T梁外觀缺陷分析及預防措施

4.1 預制T梁外觀缺陷分析

預應力T梁在施工中外觀上普遍存在著各種各樣的質量缺陷,比如氣泡過多、顏色不均、模板接縫處錯縫、錯牙，堿-骨料易導致砼的膨脹和開裂、預埋件位置不準確的通病，為了提高T梁砼外觀質量，保證預應力T梁達到福建省標準化的精品工程要求，特成立外觀技術整治小組對已澆注完畢的5片40米的預制T梁進行詳細的調查，共抽查500點，發現有82處存在外觀質量缺陷，外觀各項指標合格率為83.6%。在分析總結之后，初步斷定T形梁外觀缺陷影響因素，匯成質量缺陷統計表（表1）和質量問題排列表（表2）如下：

表1 質量缺陷統計表

表2 質量問題排列表

由排列表可以看出，主要造成T梁外觀質量缺陷是：“氣泡、蜂窩、麻面”和“混凝土裂縫”，兩者占質量缺陷總數的71.94%，如果把這兩個問題全部解決，則T梁外觀各項指標的合格率就能提高到 83.6%+（1-83.6%）*71.94%=95.4%＞95%，能達到優質質量。造成“氣泡、蜂窩、麻面”和“混凝土裂縫”兩個缺陷的因素從人、機、料、法、環等五個方面進行深入的研究、分析，用魚刺圖（圖14）進行原因分析：

圖14 外觀缺陷因素魚刺圖

4.2 預制T梁外觀缺陷預防措施

對預制梁片重新對技術工人進行技術交底并進行考核，通過如何振搗，即：合理操控振搗棒的插入與拔出時間，分段振搗預制T梁的長度、厚度要求等學習與培訓，令其掌握拱肋砼振搗的操作方法。通過現場技術會議的方法，對圖紙、規范及驗收規定進行認真解釋，使預制T梁施工作業工人能夠真正理解并充分掌握的外觀質量要求。

加強現場養護工作，制定專人負責灑水工作，嚴格按規范要求進行灑水，養護時間不少于7天，前24小時次/2h，后6天次/4h，其中T梁的翼板頂面用土工布覆蓋，避免暴曬，同時為保障灑水記錄資料真實有效，灑水作業到位，要求灑水資料詳細包括提供每片T梁灑水圖片和每個時間段的灑水時間記錄表。

優化混凝土配合比，首先對粗骨料需篩分，并經檢測證明其碎石粒徑符合規范和施工要求方能使用；其次因為骨料的含水量直接影響混凝土的施工實際配合比，同時對攪拌用水量起決定作用。尤其在閩北地區的雨季更要加大測量次數，故每次開盤前必須對骨料（砂、碎石）的含水量測定，并做好資料記錄，整理歸檔。

通過嚴格執行各項措施，T梁“氣泡、蜂窩、麻面”和“混凝土裂縫”的外觀質量得到了改善（圖15），T梁表面不光滑、顏色不均勻一致、氣泡、麻面、粘?，F象已基本消失、施工接縫無錯縫現象、表面未出現過收縮裂縫現象。

圖15 外觀缺陷頻數對比圖

結語

通過預制T梁外觀專項整治措施，提高了本項目的工人隊伍素質、施工技術能力及管理水平，加快了預制T梁生產能力及作業速度，解決T梁預制施工過程中相對突出的問題，取得了一定的經濟效益和社會效益，可為類似工程借鑒和參考。